Gaisa kompresora izvēle lāzeru griešanai: CFM, spiediens un sausums

Ja jūsu darbnīcā esošie lāzera griešanas aparāti pēkšņi sāk izdedzināt aizsarglēcas, veidojot šķiedru klātus griezuma malas un aizcietējot sprauslas, un jūsu pirmā reakcija ir pielāgot griešanas parametrus, tad, iespējams, jūs meklējat problēmu nepareizā vietā. Lielākajā daļā praktisku kļūdu novēršanas gadījumu galvenais vainīgais nav lāzers, ne arī griešanas galva, bet gan stūrī klusumā darbojošais gaisa kompresors — precīzāk, netīrs saspiests gaiss, ko tas ražo.

Gaisa kompresora izvēle lāzeru griešanai balstās uz pilnīgi citu loģiku nekā tā izvēle pneimatiskam atslēgai. Pēdējai ir nepieciešams tikai pietiekams spiediens un tilpums. Pirmajai nepieciešams tīrs, sauss un ļoti stabils kompresēts gaiss. Ja kāds no šiem kritērijiem netiek izpildīts, tad zems iekārtas iegādes izmaksas tiek apdraudētas ar augstām izmaksām par izlietotajām detaļām un darbības pārtraukumiem.

Kompresētā gaisa kvalitātes būtiskā ietekme uz lāzeru griešanu

Apskatīsim vispirms sekas. Nefiltrēts kompresēts gaiss satur trīs bīstamus piesārņojumus: ūdens, eļļa un daļiņas.

Mitruma tvaiks iekļūst griešanas galviņā un kondensējas uz karstā aizsarglēcas. Lāzera stars, kas šķērso šo "aizmiglotās lēcas" zonu, piedzīvo termisko lēcu efektu: fokusa punkts nobīdās, un griezuma platums palielinās. Smagākos gadījumos mitruma tvaiks uzreiz iztvaiko un izplešas, veidojot mikronu lielumā ablatīvas bedrītes lēcas virsmā, kā rezultātā aizsarglēca tiek sabojāta stundu laikā. Ja jūs novērojat, ka lēcas nevājinās pakāpeniski, bet pēkšņi centrā parādās adatas galvas lieluma deguma pēdas, tad galvenais aizdomās esošais ir ūdens tvaiks.

Eļļas migla ir vēl insidiozāka nekā ūdens. Šķībs kompresora eļļas separatora spēja notvert 100 % eļļas tvaika nav pilnīga. Šie gāzveida eļļas molekulas nonāk staru ceļā un, pakļautas lāzera ārkārtīgajai enerģijas blīvumam, karbonizējas, veidojot brūnzaļu plānu kārtu lēcas virsmā. Šī kārta absorbē gaismu, rada siltumu un nepārtraukti samazina caurlaidību — jūs sajūtat, ka stars "nevar izgriezt cauri", tāpēc jūs nepārtraukti palielināt jaudu, līdz galu galā izdedzināt dārgās fokusējošās optiskās sistēmas.

Daļiņu piesārņojums ir hronisks slepkava. Mikroskopiskās daļiņas izkausē iekšējo dzesētāja caurules virsmu, mainot gāzes plūsmas dinamiku un izraisot šķēluma svītras un neregulāru izdedžu veidošanos. Kad caurule izkausējas un paplašinās, gāzes patēriņš strauji pieaug, bet griešanas kvalitāte dramatiski pasliktinās.

Visi trīs piesārņotāji paaugstina jūsu slēptās ekspluatācijas izmaksas. Aizsarglēcu, fokusējošo lēcu, sprauslu un pat visu griešanas galvas komplekta nomaiņas biežums ir apgriezti proporcionāls saspiestā gaisa kvalitātei. Netīra gaisa izmantošana var viegli izmaksāt vienai mašīnai vairākus desmitus tūkstošu CNY papildu izdevumu gadā par patēriņa preču iegādi. Tas nav pārspīlējums.

CFM plūsmas pieprasījuma precīzā aprēķināšanas loģika

Pirmā jautājuma, ko uzdod, izvēloties gaisa kompresoru, vienmēr ir: Cik daudz gaisa man nepieciešams?

Lāzera griešanā gaisa patēriņš nav gadījums, kad «vairāk ir labāk». To precīzi nosaka trīs mainīgie lielumi: sprauslas cauruma diametrs, mērķa griešanas gāza spiediens un vienlaicīgi darbojošo mašīnu skaits.

Šeit ir praktisks aprēķināšanas veids: Vienas lāzera mašīnas gaisa patēriņu galvenokārt nosaka sprauslas kakla diametrs un augšupvērstais absolūtais spiediens.

Parastiem vienkāršajiem vienslāņu pulverizatoriem (ar kalibru 2 mm un griešanas spiedienu 10 bar) gāzes plūsmas ātrums ir aptuveni 22 m³/h; izmantojot pulverizatorus ar 3 mm kalibru, plūsmas ātrums var pārsniegt 45 m³/h. Savukārt divslāņu pulverizatoriem ar sarežģītākām iekšējām plūsmas trajektorijām parasti novēro gaisa patēriņa samazināšanos par 5–10%. Izmantojot RAYSOAR AGR supersonisko pulverizatoru, gaisa plūsmu var būtiski samazināt līdz 80 % vai pat 65 % no sākotnējā līmeņa, tādējādi ievērojami samazinot gāzes zudumus.

Pieņemot, ka jūsu darbnīcā ir divas 12 kW lāzeru griešanas mašīnas, kuras abas izmanto 3,0 mm sprauslas un griež 8 mm biezu oglekļa tēraudu 12 bar spiedienā, teorētiskais vienlaicīgais pilnas slodzes gaisa patēriņš ir aptuveni 90 m³/h. Tomēr tas nav vienīgais kritērijs kompresora izvades jaudas noteikšanai; jāiekļauj arī drošības rezerve: cauruļvadu noplūdes, filtru spiediena zudumi un pulsējošais gaisa pieprasījums griešanas procesā visi patērē papildu gaisa tilpumu. Rūpnieciskajā praksē kopējais teorētiskais patēriņš parasti tiek reizināts ar koeficientu 1,2–1,5.

Vispārīgs norādījums: vienai lāzera sistēmai, kas izmanto 3,0 mm sprauslu un darbojas 12 bar spiedienā, parasti pietiek ar kompresoru, kura brīvā gaisa plūsma ir aptuveni 60 m³/h. Kad vienlaicīgi darbojas divas vai trīs vienības, ieteicama plūsma ir 180 m³/h. Vienmēr ievērojiet sprauslu ražotāja norādītās plūsmas prasības un paredziet drošības rezervi.

Precīza CFM (gaisa plūsmas ātruma minūtē) aprēķināšana nav paredzēta, lai samazinātu kompresoru iegādes izmaksas, bet gan lai novērstu nepietiekamu gaisa piegādi maksimālās slodzes periodos, pārmērīgi biežas iekļaušanas/izslēgšanas ciklus un enerģijas zudumus, ko rada pārāk liela iekārtas jauda.

Spiediens: nepārtraukta stabilitāte ir svarīgāka nekā maksimālais spiediens

Kompresora datu plāksnītei norādītais maksimālais spiediens — 8 bar, 10 bar, 13 bar — un lāzeru griešanai nepieciešamā nepārtraukta spiediena stabilitāte ir divas dažādas lietas. Datu plāksnītē norādītais spiediens ir augšējā robeža; lāzeru griešanai nepieciešama apakšējā robeža: spiediena svārstībām jāpaliek ietvaros ±0,5 bar, lai nodrošinātu vienmērīgu griešanas kvalitāti. Lielākas svārstības var izraisīt redzamas struktūras joslas un šķiedras.

Kāpēc svārstības ir tik kritiskas? Tāpēc, ka strūklas izplūdes gāzes ātrumu tieši nosaka augšupvērstais spiediens. Ja spiediens svārstās, mainās gāzes ātrums, mainās šlakas noņemšanas spēja un nekavējoties parādās griezuma svārstības. Īpaši caurduršanas laikā momentānā gāzes patēriņa vajadzība dramatiski pieaug. Ja kompresora reakcija ir lēna un gaisa krātuve pārāk maza, spiediens var uzreiz kritīt vairāk nekā par 1 bar, kas noved pie neveiksmīgas caurduršanas vai sliktas sākotnējā griezuma kvalitātes.

Stabila spiediena atslēga ir divos faktoros: gaisa krātuve un cauruļvads. Krātuve nodrošina buferfunkciju. Empīrisks noteikums ir izvēlēties krātuves tilpumu (m³) 20–30 % apmērā no kompresora jaudas (m³/min). Cauruļvadam jābūt pietiekami liela diametra, lai spiediena zudumi nepārsniegtu 0,1 bar; galvenajam darbnīcas kolektoram jābūt vismaz par vienu izmēru lielākam nekā kompresora izejas caurule.

No aprīkojuma viedokļa mainīgās ātruma piedziņas (VSD) rotējošais skrūvju kompresors, piemēram, tiem no RAYSOAR PAC sērijas , reāllaikā pielāgo motora ātrumu gaisa patēriņam, ierobežojot spiediena svārstības ļoti šaurā diapazonā. Šī nepārtraukta spiediena stabilitāte ir pamatā atšķirībai starp lāzeru griešanas un parasto pneimatisko rīku prasībām.

Saistības stingrais slieksnis: spiediena rasas punktam jābūt ≤ 3 °C

Saistība ir tā joma, kurā visbiežāk tiek samazināti izmaksu rādītāji, izvēloties gaisa kompresoru. Daži īpašnieki uzskata, ka dzesēšanas tipa sausinātājs ir „neobligāts“ vai ka automātiskais noplūdes vārsts uz krātuves tvertnes var aizstāt pareizo sausināšanu. Lāzeru griešanai tas nav pieļaujams.

Tehniskais pamatnostādnes ir viennozīmīgas: kā vispārīgu noteikumu, saspiestā gaisa spiediena rasas punkts, kas iekļūst lāzeru griešanas galviņā, ir jābūt ≤ 3 °C. Augstas mitruma reģionos vai tad, kad apstrādā grūti apstrādājamus materiālus, piemēram, alumīniju un nerūsējošo tēraudu, ieteicams spiediena rasas punkts −20 °C vai pat −40 °C. Vērtība 3 °C ir fizisks slieksnis, lai novērstu kondensāciju aizsarglēcas virsmā apkājējā temperatūrā — lēcas temperatūra parasti ir nedaudz augstāka par istabas temperatūru, taču, ja saspiestā gaisa rasas punkts ir augstāks par 3 °C, pēc adiabatiskās izplešanās dzesēšanas caur sprauslu mitrums uzreiz kondensēsies.

Dažādi žāvēšanas risinājumi nodrošina ievērojami atšķirīgus rasas punktus. Atsevišķi instalēts dzesēšanas tipa žāvētājs parasti nodrošina spiediena rasas punktu diapazonā no 5 °C līdz 10 °C, kas lāzergriešanai piedāvā tikai minimālu drošības rezervi.

Kombinējot ar adsorbējošo sausinātāju, aukstuma sausinātājs var uzturēt rasas punktu stabili robežās no −20 °C līdz −40 °C — tas ir patiešām drošais darbības diapazons lāzera griešanai. RAYSOAR PAC sērijas integrē skrūvkompresoru, aukstuma sausinātāju un filtru vienā modulārā vienībā, nodrošinot ļoti integrētu, gatavu lietošanai risinājumu, kas ideāli piemērots lietotājiem ar ierobežotu telpu, kuriem ir svarīga nekavējoties veicamā uzstādīšana.
Vides mitruma ietekmi uz sausināšanas slodzi nevar ignorēt. Dienvidķīnas lietus sezonā vai piekrastes reģionos ar augstu mitrumu ieejošais gaiss satur ievērojamu mitruma daudzumu, kas būtiski palielina aukstuma sausinātāju apstrādes slodzi. Bez adsorbējošā sausinātāja aizsarglēcu kalpošanas laiks būtiski samazinās.

Sausināšanas un filtrācijas konfigurācija un ikdienas tehniskā apkope

Pilnīga pēcapstrādes ķēde ir jābūt šādai: gaisa kompresors → gaisa krātuve → dzesētais žāvētājs → precīzijas filtri (vismaz trīs posmi: eļļas noņemšana, ūdens noņemšana, daļiņu noņemšana) → adsorbcijas žāvētājs (pieprasīgiem pielietojumiem) → gala eļļas noņemšanas filtrs lietošanas vietā → griešanas galva.

Uzturēšanas disciplīna ir vienlīdz būtiska. Automātiskos noplūdes vārstus jāpārbauda katrā darba maiņā; ja tie ir aizsprostoti, kondensāts pārpilinās uz leju pa straumi. Filtra elementus jāmaina, kad spiediena starpība pārsniedz 0,5 bar vai pēc 4000 ekspluatācijas stundām, atkarībā no tā, kas iestājas agrāk. Žāvētājā izmantotā adsorbents parasti kalpo 2–3 gadus un prasa regulāru rasas punkta paraugu ņemšanu, lai pārbaudītu tā darbību.

Raysoar gaisa kompresoru izvēles un pielāgošanas pakalpojums

Atgriežoties pie ievada argumenta: gaisa kompresora izvēle lāzeru griešanai nav viena aparāta iegāde, bet gan sistēmas iegāde. Šai sistēmai jāatbilst jūsu ražošanas līnijai precīzi trīs dimensijās — plūsmā, spiedienā un sausumā — nevis balstoties uz aptuvenu „izskatās piemērots” novērtējumu.

Tas ir Raysoar tehniskās komandas izvēles loģika. Mēs sākam ar to, ka rūpīgi izpētām jūsu lāzera jaudu, biežāk izmantotos materiālus un to biezumu, sprauslas specifikācijas, vienlaicīgi darbojošos aparātu skaitu, kā arī darbnīcas apkājējās temperatūras un mitruma apstākļus. Pamatojoties uz šiem datiem, mēs nodrošinām pilnu konfigurācijas sarakstu, kurā iekļauts konkrētais gaisa kompresora modelis (piemēram, precīzs atbilstošs RAYSOAR PAC/PAB sērijas modelis, jauda no 7,5 kW līdz 55 kW), krātuves tilpums, žāvētāja tips un filtrācijas precizitātes klases. Mērķis ir viens — nodrošināt kompresijas gaisa kvalitāti avota vietā, lai tā vairs nekad nekļūtu par mainīgo lielumu jūsu griešanas kvalitātē.

Labi pārvaldiet gāzes shēmu, un griešanas mašīna labi sagriezīs tēraudu.